预应力混凝土箱梁温度应力探讨

预应力混凝土箱梁温度应力产生的原因以及日照温差和骤然降温的温差分布形式，温度应力的计算方法，以及温度应力是预应力混凝土箱梁开裂的主要原因。     

预应力混凝土连续梁桥温度应力计算分析

本文作者多年从事桥梁设计工作,以笔者负责的50＋80＋50m预应力混凝土连续箱梁为工程实例,根据新老规范各种日照温度梯度,分别计算出相应温度应力,在此基础上,笔者对比分析了新老公路桥涵设计通用规范各种温度梯度模式对预应力混凝土连续箱梁应力的影响,并提出了新规范提出的日照温度梯度模式下预应力混凝土连续箱梁设计的新思路、新方法,给从事相关工作的同行提供参考。     

基于气象参数的混凝土箱梁日照温度场仿真分析

针对困扰工程设计的桥梁梯度温度问题,建立了基于气象参数并考虑实际桥址和桥梁走向的混凝土箱梁日照温度场有限元模型.以苏通大桥辅助航道桥为例,使用2008年7月2日至7月7日6天的实测温度和气象数据,验证了该模型的准确性,并分析了大气日温差和日平均风速对混凝土箱梁梯度温度的影响.分析结果表明,日平均风速对混凝土箱梁的最大梯度温度影响较大,大气日温差则对其影响较小.从概率统计学角度计算分析了桥址气象参数50年一遇标准值条件下混凝土箱梁的日照温度场,提出可能出现的最大梯度温度为18.3℃,并将提出的梯度温度模式与各国规范的梯度温度模式进行比较.结果表明,在分析混凝土箱梁日照温度场时有必要考虑气象参数的影响,以获得适合当地桥梁的梯度温度模式.     

混凝土箱梁桥顶板温度应力分析

以湖南某在建特大箱梁桥为研究背景,通过现场温度测量结合公式拟舍得到实际温度梯度,应用ANSYS软件建模：计算分析不同截面参数箱梁日照温差下顶板下缘横向温度应力的变化,比较了施工阶段日照温差应力和自重作用对顶板开裂的影响,为预防顶板中线下缘开裂提供理论依据．     

曲线连续箱梁桥日照温度效应分析

基于《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中梯度温度的规定,建立不同曲率、不同支承方式曲线连续箱梁桥的MIDAS模型,详细分析了不同曲率、不同支承方式曲线箱梁桥温度效应的力学特性,并总结出曲线连续箱梁在日照温度荷载作用下的受力特点。     

施工过程中连续梁桥日照温差效应分析

连续梁桥的日照温差效应在工程设计与施工中不可忽视。为了研究预应力混凝土连续梁桥在施工过程中的温度效应问题,本文在某连续梁桥施工过程中对箱梁结构进行了现场的24小时温度观测。然后,结合实测的温度应力值,与采用各国桥梁规范中5种不同的温度梯度模式下的有限元计算分析值进行对比,得出有益于温度效应分析的结论。     

混凝土箱梁日照温度场仿真分析

混凝土箱梁的日照温度场可通过理论分析并进行仿真分析,建立箱梁的有限元分析模型,对箱梁的日照温度场进行仿真分析,分别对箱梁各结构面温度的时程变化和各结构面的温差分布情况进行分析.分析结果表明,顶板、底板、腹板外表面的最高温度均出现在14:00,各板内表面的出现最高温度相对于外表面存在滞后,出现时刻为20:00.箱梁各板在日照作用下会出现相应的横向温差,沿梁高方向的竖向温差在14:00达到15.69℃.     

预应力箱梁桥日照温度效应的测试与分析

为了预防日照引起的温度裂缝,有必要研究温度效应的数值模拟方法。根据广剁观音沙大桥的测试数据,建立横向坡度为4％的单室箱梁的温度分布与气温、相对湿度等气象因素之间的拟合公式,然后建立全桥悬臂浇筑施工期间的实体模型,分析桥梁的日照温度效应。并得到纵向预应力钢筋的准确模拟对结构纵向应变计算精度影响较大的结论。     

日照作用下混凝土箱梁的温差代表值

日照作用产生混凝土结构的应力和变形直接影响到混凝土结构的可靠性和耐久性.为了确定混凝土箱梁温差分布规律,对一座具有100mm沥青铺装层的预应力混凝土梁桥箱梁进行了为期2年的温度效应的观测,在实测数据的基础上采用统计分析中假设检验和参数分析的方法对混凝土箱梁温度场的日照温差代表值进行了分析计算.计算结果表明:100mm沥青铺装层的混凝土箱梁夏季最大日温差服从参数为W(8.358 7,3.591 2)的W eibull分布;冬季最大日温差服从参数为W(3.958 0,2.720 7)的W eibull分布.依据长期观测数据提出了一种通过统计计算得到混凝土箱梁温差代表值的方法并计算出最大温差代表值.计算得到的最大温差标准值、频遇值和准永久值分别为17.3,17.0,15.9℃.     

混凝土箱梁横向温度应力分析

研究了日照温度梯度荷载作用下混凝土箱梁的横向温度应力的计算方法.基于热弹性理论和应变阻止法基本理论并考虑纵横向应力之间的耦合,提出一种新的横向温度应力的计算方法.通过与中国公路桥涵设计规范即采用结构力学不考虑应力耦合的计算方法进行对比,证明这两种不同计算方法得出的结果存在明显差别.     

混凝土箱梁桥日照温度场的实测与仿真分析

通过对某大型混凝土箱梁桥温度场的观测,分析了混凝土箱梁在日照辐射作用下的温度变化情况和竖向温度梯度的分布规律,发现日照辐射作用下混凝土箱梁竖向温度梯度模式近似服从指数分布。建立了基于气象参数的混凝土箱梁日照温度场有限元模型,并验证了该模型的准确性。最后,计算了50年一遇气象参数条件下混凝土箱梁竖向温度梯度分布情况,结果表明,极端条件下混凝土箱梁竖向最大温差可达18.5℃。     

宜昌长江铁路大桥的日照温度效应分析

通过宜昌长江铁路大桥混凝土箱梁日照作用下的温度和应力观测数据,利用Midas/Civil软件进行悬臂施工和合拢后的空间有限元分析,采用不同国家的温度梯度模式进行应力比较,为同类型桥梁的日照温度效应分析提供参考意见,并提出了一些减少温度应力的措施。     

混凝土连续箱梁桥温度场数值模拟及实测验证

为研究混凝土连续箱梁桥的日照温度场分布特征,以某大跨混凝土连续箱梁桥为研究对象,根据混凝土结构传热理论,结合当地气象参数与日照辐射半经验公式,采用ANSYS软件建立了混凝土箱梁桥二维瞬态日照温度场模型,模拟出晴天和阴天混凝土箱梁桥的温度场,并将模拟结果和实测结果进行对比.在此基础上,进一步模拟了混凝土箱梁桥的最大竖向温度梯度分布特征,分析了该温度分布模式对桥梁的作用效应.结果 表明,混凝土箱梁桥温度场计算值与实测值吻合良好.相比于设计规范中的混凝土箱梁竖向温度梯度模式,计算拟合的竖向温度梯度对混凝土箱梁桥的应力影响更小.     

日照作用下混凝土箱梁竖向温度梯度场研究

文章以混凝土连续刚构箱梁桥为研究对象,应用热成像仪实地观测日照温度荷载作用下混凝土箱梁桥中的温度场日变化规律,并分析其最大竖向升、降温温度梯度荷载分布形式及大小;采用ANSYS软件数值模拟分析温度梯度荷载在结构中产生的效应,同时与现行规范进行分析对比。分析结果表明:日照温度荷载在混凝土箱梁桥中产生的竖向升、降温温度梯度场呈曲线型分布,并在箱梁的底板存在温差现象;温度温梯度荷载在混凝土箱梁的腹板、底板中均有应力产生;观测分析所得的温度梯度荷载与现行规范规定的温度梯度荷载在结构中的分布形式、数值大小及其在桥梁中产生的效应方面差异较大。     

基于遗传算法的混凝土箱梁日照温度场的仿真分析

针对混凝土箱梁日照温度场仿真计算中材料参数难以准确取值的问题,建立了基于遗传算法的混凝土箱梁日照温度场计算模型。通过对某大型混凝土箱梁桥日照作用下温度场的模拟表明,该模型具有很好的适应性,虽然不一定能找寻出材料的真实性能参数,但可以较为准确地模拟日照辐射作用下混凝土箱梁的温度场。     

钢筋混凝土连续弯箱梁桥的温度梯度

介绍了国内外6种温度梯度模式，结合某实际工程，对钢筋混凝土连续弯箱梁桥的温度梯度和温度荷栽下的主梁控制断面的位移值进行了连续观测。通过对实测数据的分析，提出了公路大悬臂曲线箱梁桥的温度梯度模式；按照7种温度梯度模式，利用有限元软件ANSYS计算了某匝道桥控制断面的位移值。计算结果表明：按中国公路桥梁规范（1985）提出的T梁温度分布模式来计算箱梁位移偏不安全；中国新的桥梁规范和美国规范类似，计算结果和实测值相比偏大；给出的温度梯度模式计算结果与实测的变形值比较接近；由于公路大悬臂曲线箱梁桥的构造具有特殊性，因此不宜套用铁路桥梁规范或其他温度梯度模式。     

混凝土箱梁温度分布观测与研究

结合南京长江第二大桥北汊桥悬臂施工控制，在3个箱梁节段混凝土中埋设了WZP－035铂热敏电阻作为温度测点并分别进行了3个白天的箱梁混凝土现场观测，观测结果表明：太阳辐射作用下，混凝土箱梁沿截面高度的温度分布为非线性分布，对实测的温度及相应温差按最小二乘法进行回归分析，提出了公路桥梁混凝土箱梁温差计算模式：箱梁顶板上边缘最大温差值为20℃，向下至腹板按指数函数分布，而底板下边缘最大温差为1．5℃，并且在200mm高度内按直线变化，沿桥轴线方向不同位置和不同高度的箱梁混凝土温度的观测和研究结果表明，它们具有一致的温度分布形式。     

薄壁空心高墩温度场与温度效应分析

针对公路规范未给出桥梁高墩温度模式问题,依据太阳辐射理论探讨高墩与外界环境热交换机理,考虑太阳辐射、辐射换热、对流换热确定结构热边界条件,以莆炎高速公路奇韬溪大桥项目为依托,采用ANSYS软件建立薄壁空心高墩三维仿真模型进行墩温度场与温度效应分析.结果表明:薄壁空心墩与箱梁温度场分布存在一定差异,不应直接套用公路桥涵通用设计规范中箱梁温度梯度模式.高墩温度场表现出随太阳东升西落的正弦曲线变化规律,高墩外表面场温度分布主要受日照控制.温度效应对高墩线形的影响不可忽略,墩顶支座对温差作用下墩顶位移约束效果显著,在支座约束下最大位移降低幅度达53%.     

基于长期观测的混凝土箱梁温度与应变分析

基于对某预应力混凝土连续箱梁桥为期5年的温度与应变观测,系统地研究了混凝土箱梁截面内最大竖向温差以及各部位混凝土应变随时间长期变化的规律.基于相关性分析提出了一种由环境最高温度对无铺装层和有100 mm沥青铺装层的混凝土箱梁竖向正温差的极限值进行预测的方法,得到的有100 mm沥青铺装层的混凝土箱梁的日最大竖向正温差和箱外日最高温度的相关系数为0.73,在此基础上得到了相应的混凝土箱梁计算梯度温度模式.通过回归分析得到了混凝土箱梁应变增量和最大竖向正温差的关系式,得到的底板纵向日最大应变增量和日最大正温差的相关系数为0.64,由此可对混凝土箱梁应变增量的大小进行评估.     

大跨混凝土箱梁桥温度荷载作用下剪力滞效应分析

混凝土箱梁以其良好的结构整体受力性能在现代大跨桥梁结构中得到广泛的应用,但迄今所修建的混凝土箱梁桥中,在施工阶段或在运营阶段,箱梁上均存在较多的由温度引起的开裂现象.造成这一现象的主要原因是现有计算方法的不完善,其中之一就是未考虑箱梁在温度荷载作用下的剪力滞效应.采用有限元法对大跨混凝土箱梁桥在温度荷载作用及自重作用下的剪力滞效应进行了详细的分析,其结果表明在温度作用下,箱梁翼板底面存在着较为严重的剪力滞现象,并获得了箱梁在温度荷载作用下剪力滞效应的一般规律和初步结论,为箱梁的温度应力计算提供了参考.